基于Ad Hoc網(wǎng)絡分群路由協(xié)議的節(jié)能研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡是一種不需要基礎設施的多跳網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中節(jié)點既有無線終端的收發(fā)功能，又有路由器轉(zhuǎn)發(fā)信息的功能。網(wǎng)絡中節(jié)點地位平等，沒有中心控制節(jié)點，完全是分布式結構。由于其無基礎設施和網(wǎng)絡拓撲結構動態(tài)變化的特點，使得Ad Hoc網(wǎng)絡面臨著許多與傳統(tǒng)網(wǎng)絡不同的新問題和挑戰(zhàn)，包括路由問題，能量問題，QoS問題和安全問題等。 在Ad Hoc網(wǎng)絡中，能耗一直是衡量系統(tǒng)性能的重要指標，能量問題不僅對網(wǎng)絡性能有影響，甚至直接關系到整個網(wǎng)絡的生

2、存問題。為了減少能耗，網(wǎng)絡路由算法已經(jīng)將能耗作為一個約束條件來選擇最低能耗路由，但是這又會影響系統(tǒng)吞吐量和節(jié)點之間的能量均衡。在網(wǎng)絡整體能耗降低的情況下，如果個別節(jié)點能量消耗過快而影響網(wǎng)絡的連通性反而縮短了網(wǎng)絡生存時間，因此在降低網(wǎng)絡節(jié)點能耗的同時，平衡節(jié)點能耗也是十分重要，這一問題在分群路由協(xié)議中尤為明顯。 本文主要研究分群路由協(xié)議的節(jié)能方法，主要工作有： 首先，通過對當前分群算法的研究和分析比較，提出最大連接度分群算

3、法的改進算法，在改進的算法中使用群首數(shù)目可選擇的思想，當群首度數(shù)較大時，增加一個副群首，減少主群首負載同時擴大群的范圍，提高了密集群的穩(wěn)定性。根據(jù)實際路由協(xié)議情況，在分群算法中生成邊界節(jié)點，用于優(yōu)化群間路由。 在群維護過程中引入群首能量閥值，使得群首在能耗消耗到一定程度以后自動發(fā)起新的群首選舉過程，而選擇群首的過程中對節(jié)點的實際負載情況和能耗綜合考慮，每一個節(jié)點可以根據(jù)自身近期數(shù)據(jù)發(fā)送量和群首負載情況計算出自己可以擔任群首的時間

4、，選擇時間最長的節(jié)點擔任新群首。 其次，對現(xiàn)有的分群路由協(xié)議進行分析研究，針對一些主要問題提出了改進方法，然后將改進后的分群算法應用于路由協(xié)議CGSR中。以平衡節(jié)點能耗和延長網(wǎng)絡壽命的目的，對協(xié)議路由策略進行優(yōu)化。通過使用能量轉(zhuǎn)換跳數(shù)的方法使得群內(nèi)路由避免了剩余能量少的節(jié)點和關鍵節(jié)點。在消息傳遞過程中群首只在建立群間路由時提供相鄰群間路由信息，而不用進行消息轉(zhuǎn)發(fā)，從而大大降低了群首節(jié)點的能耗開銷。 最后，在NS2仿真軟件